Let us start with a basic reminder that a computer is, first and foremost, a set of hardware elements. There is generally a main board (known as the motherboard), with one (or more) processor(s), some RAM, device controllers, and extension slots for option boards (for other device controllers). Most noteworthy among these controllers are IDE (Parallel ATA), SCSI, and Serial ATA, for connecting to storage devices such as hard disks. Other controllers include USB, which is able to host a great variety of devices (ranging from webcams to thermometers, from keyboards to home automation systems) and IEEE 1394 (Firewire). These controllers often allow connecting several devices so the complete subsystem handled by a controller is therefore usually known as a “bus”. Option boards include graphics cards (into which monitor screens will be plugged), sound cards, network interface cards, and so on. Some main boards are pre-built with these features, and don't need option boards.

Оборудование, само по себе, не в состоянии выполнять задачи без соответствующей программной части, управляющей им. Управление и взаимодействие с оборудованием - задача операционной системы и приложений. Они, в свою очередь, требует функционального оборудования для запуска.

This symbiosis between hardware and software does not happen on its own. When the computer is first powered up, some initial setup is required. This role is assumed by the BIOS or UEFI, a piece of software embedded into the main board that runs automatically upon power-up. Its primary task is searching for software it can hand over control to. Usually, as you may have learned in Раздел 9.1, «Загрузка системы», in the BIOS case, this involves looking for the first hard disk with a boot sector (also known as the master boot record or MBR), loading that boot sector, and running it. From then on, the BIOS is usually not involved (until the next boot). In the case of UEFI, the process involves scanning disks to find a dedicated EFI partition containing further EFI applications to execute.

Загрузочный сектор (или раздел EFI), в свою очередь, содержит другие части программного обеспечения, называемые загрузчиками, цель которых - найти и запустить операционную систему. Так как эти загрузчики не встроены в основную плату, а загружаются с диска, они могут быть умнее чем BIOS (это объясняет почему BIOS не загружает операционную систему самостоятельно). Например, загрузчик (обычно GRUB для Linux систем) может вывести список доступных операционных систем и попросить пользователя выбрать. Обычно, по истечению времени производится выбор по-умолчанию. Иногда пользователь может также выбрать параметры для запуска ядра, и так далее. В конце концов ядро найдено, загружено в память, и запущено.

BIOS/UEFI также отвечает за обнаружение и инициализацию ряда устройств. Очевидно, это IDE/SATA устройства (обычно это жесткие диски и CD/DVD-ROM приводы), а также еще и PCI устройства. Обнаруженные устройства часто перечислены на экране во время процесса загрузки. Если этот список выводится слишком быстро, используйте клавишу Pause для его остановки на время, достаточное для прочтения. Не появившиеся установленные PCI устройства являются плохим знаком. В худшем случае, прибор неисправен. В лучшем - он просто не совместим с текущей версией BIOS или материнской платой. Спецификация PCI развивается, и старые основные платы не гарантируют поддержку более новых PCI устройств.

BIOS/UEFI с загрузчиком работают всего по несколько секунд. Далее идет первая часть программного обеспечения, работающая длительное время - ядро операционной системы. Ядро берет на себя роль дирижера в оркестре и обеспечивает координацию между аппаратным обеспечением и программным обеспечением. Эта роль включает в себя несколько задач: управление оборудованием, процессами, пользователями и разрешениями, файловой системой и так далее. Ядро предоставляет общую базу для всех остальных программ в системе.

Хотя все что происходит за пределами ядра можно собрать в кучу "пространство пользователя", мы по-прежнему можем разделить это программное обеспечение на уровни. Однако, их взаимодействие намного сложнее прежних, и классифицировать их не так просто. Приложения обычно используют библиотеки, которые в свою очередь окутывают ядро, но взаимодействие может также происходить с другими программами, или множеством библиотек, вызывающих друг друга.